Оборудование для резки


    Оборудование для резки металла

    Обработка металлов резанием — это один из главных вариантов создания деталей. При помощи резания производится обработка детали разной формы — от обычного валика до сложных корпусов, различных размеров — от деталей, которые можно рассмотреть лишь под микроскопом, до гребных судовых валов до 30 метров в длину.

    Виды резания отличаются по типу применяемого в процессе обработке металлорежущего инструмента. Процесс, где применяются резцы, зовется строганием и точением; сверла используются при сверлении, фрезы в момент фрезерования, абразивный инструмент для шлифования (отметим, что в металлообработке полирование – вид шлифования)

    Оборудование для нарезки металла располагается в группе металлообрабатывающего оборудования и необходимо для фигурной и прямолинейной резки листового металла, заготовок из металла. По разновидности операций можно его условно поделить на оборудование, что необходимо для самого простого разрезания, а также на, что применяется для раскроя металла (листового). А, в общем, за счет разнообразию видов, материалов заготовок, за счет разницы конечных целей, производительности, разновидностей инструментов для резки металла довольно много, именно по этой причине его выбор ведется, исходя из функциональной составляющей.

    Ленточнопильные станки для резки металла

    Ленточнопильные станки используются достаточно широко. Такое оборудование характеризуется универсальностью, потому что подобные станки режут все разновидности металлов, трубы, листовой металл, поковку, профиль и так далее. При этом делают это с огромной производительностью. Принцип работы ленточнопильных станков довольно прост. Резание ведется режущим инструментом, в виде которого выступает биметаллическая ленточная пила; усилие, которое необходимо для прорезания, обеспечивается весом пильной рамы или дополнительно за счет специального привода. В место резания заготовка передается благодаря рабочему подающему столу. Еще одним популярным видом оборудования для резки металла является гидравлические пресс ножницы.

    Конкретная ленточная пила выбирается зависимо от конструкционных показателей и материала заготовки. Ленточнопильные станки бывают автоматами, ручными и полуавтоматами. Ручные станки, применяемые для мелкосерийного производства, самые трудоемкие; автоматы — часть оснащения серийных производств; полуавтоматам отводится промежуточное место – процесс резания идет на автомате, но подобный станок требует ручную подачу заготовки на рабочий стол.

    Гильотинные ножницы для резки металла

    Гильотинные ножницы характеризуются эффективностью и простотой решения односоставных задач в процессе резки металла. В общем, разрезание идет за счет спецнаклонного ножа, разрез выходит прямолинейным – но может быть с косым срезом, с условием наклона рабочего стола на некоторый угол. Зависимо от происхождения потраченной на рабочий период силы, гильотины разделены на ручные (механические), электромеханические и пневматические. Гильотинные ножницы и гильотины широко применяются в мелкосерийном производстве, подходят для маленьких фирм, при том, что для больших компаний они не подойдут по данным производительности.

    Лазерная резка металла

    Лазерная резка — высокотехнологичный процесс, который требует дорогого лазерного оборудования. Большим плюсом этого варианта считается максимально большая точность реза. При помощи лазерного оборудования можно делать фигурные разрезы с любой степенью точности, детализации. Это термический вид резки, установка собой представляет комплексный аппарат, который в себя включает рабочий лазер, стол для раскройки, системы управления – персонального компьютера. Управление лазером – абсолютно автоматическое. Для лазерной резки почти нет ограничений по габаритами и виду металлических заготовок, технология дает возможность разрезать самые маленькие детали; настройка лазера для каждого отдельного сплава идет индивидуально.

    Плазменная резка металла

    Плазменная резка тоже находится в списке высокотехнологичных видов резки, потому что в ее основе находится способность плазмы (ионизированного газа) нагреваться до больших температур, после этого рабочий инструмент плазменной линии может разрезать абсолютно любые виды металлов – даже титан, высоколегированную и углеродистую сталь. Подобное оборудование в основном применяют для фигурного разрезания листовой стали, намного реже для заготовок огромной толщины, потому что в период обработки металла плазмой края реза сильно оплавляются. Это на точность и качество реза не влияет при резке листового металла, но не сильно подходит для крупных заготовок. С большим вниманием в работе с плазменной резкой надо относится к выбору и интеграции в работу спецпрограммного обеспечения.

    Водоструйная и гидроабразивная резка металла

    Водоструйная резка, использующаяся не так уж и часто, в сравнении с иными видами, производится при помощи тонкой водной струи (до пол-миллиметра), которая подается под сверхбольшим давлением, преодолеваемом границу прочности металла. Может применяться и чистая вода, и вода с добавлением абразива – в таком случае имеется ввиду, гидроабразивная резка. Основное достоинство водоструйной резки — отсутствие температурного воздействия, что говорит про отсутствие результата срезового оплавления. Но в то же самое время оборудование для водоструйной резки сильно отличается ненадежностью в работе с металлами; наиболее часто применяют для резки камня.

    Также стоит отметить, что помимо резки, металлообработка в себя включает такие операции, как сверление, формовка, сварка, цинкование металла, гибка, покраска и так далее. Каждая из таких операций предполагает качественное оснащение спецметаллообрабатывающим оборудованием.

    Похожие статьи

    Все типы горизонтально расточных станков оснащены поворотным столом. Он предназначен для поворота жестко закрепленной детали на необходимый угол. Данная функция необходима для точной обработки отверстий в корпусных деталях. Главным движением резания является вращение...

    Такие рельсосверлильные станки имеют определенную техническую характеристику и принцип работы. Для того чтобы просверлить отверстие в незакаленных шейках рельсов, то станок крепится к основанию рельса. Далее сверло проходит в специальный инструментальный конус. С помощью...

    Сортоправильные машины являются важнейшим звеном в общей линии по изготовлению всевозможным промышленных материалов, они используются повсеместно, на машиностроительных...

    Сферошлифовальный станок при выполнении поставленных задач может управляться как в ручном режиме, так и в автоматическом. В зависимости от обрабатываемой детали и материала, из которого она изготовлена, оператор устанавливает те или иные параметры. Например, для шлифования патрона...

    Сегодня подобные станы, как правило, работают в непрерывном режиме. Их работоспособность настолько велика, что позволяет пропускать заготовку сквозь клети прокатного стана со скоростью...

    Сама схема работы пневматического молота выглядит следующим образом. Привод устройства осуществляется посредством поступающего в компрессорный цилиндр воздуха. Когда воздух...

    promplace.ru

    Классификация инструментов для резки металла

    Резка металла — один из наиболее распространенных способов металлообработки, целью которого является получение различных деталей из листа или проката. Металлорежущий инструмент, как правило, это узкоспециализированные приспособления, предназначенные для выполнения тонких и точных разрезов на металле заданной толщины.

    Нет полностью универсальных инструментов и станков для резки металла — одни работают с листом, другие с трубами или профилем, обеспечивая точность линий и сложность конфигураций. Другие же могут резать практически любой металл, но с минимальным качеством линии разреза.

    В статье пойдет речь об инструментах для резки металла, их разновидностях и возможностях. Более точные характеристики конкретного устройства или станка можно узнать в специальных статьях на нашем сайте, посвященных металлорежущему оборудованию.

    Способы резки металла

    Промышленное, полупрофессиональное и бытовое оборудование для резки металла можно разделить на две основных группы — термическое и механическое, по способу воздействия на металл. В первом случае материал плавится или сжигается и удаляется из зоны разреза потоком сжатого воздуха или иного газа. К таким видам резки принадлежат:

    • плазменная;
    • газовая;
    • лазерная;
    • электросварочная.

    К механическим относятся:

    • гидроабразивная;
    • ленточнопильная;
    • круглопильная;
    • гильотинная.

    Современные металлорежущие станки используют, как правило, только один из видов резки, поэтому обладают довольно узкой специализацией. Но выполняют свои задачи чрезвычайно эффективно, в чем, собственно, и состоит главное преимущество специализированного оборудования, причем не только металлорежущего, а вообще какого-либо назначения.

    Виды станков

    Одни из самых точных и быстрых — станки для резки металла плазмой. Следует отметить, что плазменная резка в наше время возможна не только в стационарных, но также в полевых и бытовых условиях. Предназначены аппараты и станки для точного раскроя листового металла.

    Рабочий инструмент станка — струя раскаленного до температуры 30 000 0С ионизированного в вольтовой дуге газа, который выдувается под давлением со скоростью в 1200-1500 м/с. Рабочим газом может служить обыкновенный воздух, кислород, аргон, водород или водяной пар, в зависимости от вида разрезаемого металла.

    Промышленные станки могут резать сталь и все цветные металлы толщиной до 200 мм. Они представляют собой просторные столы, на которые устанавливаются листы металла площадью в несколько квадратных метров. Плазморез на специальном кронштейне перемещается над листом по трем осям и вырезает детали любой сложности линий. Управление, как правило, осуществляется при помощи ЧПУ.

    Ручной инструмент для резки металла не больше инверторного сварочного аппарата, если не считать веса баллона или компрессора. Он может резать сталь и цветные металлы толщиной до 12-20 мм. Правда точность обработки несколько ниже, чем у стационарных станков с ЧПУ, но неизмеримо выше, чем при механической или газоплазменной резке. Особенно хорошо удается на нем художественная резка металла при различных работах по декорированию.

    Лазерная резка производится на промышленных стационарных станках. По внешнему виду аппарат для резки металла лазером напоминает воздушно-плазменный, только вместо плазмореза в рабочей головке на кронштейне установлен мощный лазер. Точность фокусировки и высокая энергия позволяют получить очень точный и тонкий рез.

    Преимущество этих видов резки (плазменного и лазерного) в очень низком термическом воздействии на зону вблизи линии реза — она не успевает прогреться до точки начала структурных изменений в металле. Кромки получаются очень ровными — не требуется дополнительной механической обработки.

    Такой же точностью отличается и станки для резки металла, в основе которого лежит гидроабразивная резка — воздействие на металл струей воды, смешанной с абразивом мельчайшего помола. Металл разрушается в очень тонкой зоне без нагрева. Это позволяет обрабатывать очень тонкие листы без деформации кромок среза. Гидроабразивная резка — один из наиболее экологически безопасных способов раскроя металла.

    Оборудование для трех названных видов резки представляет собой сложные энергозатратных машины, требующие электротока большой мощности, компрессорного оборудования и сложных механизмов подачи. На бытовом и полупрофессиональном уровне, при изготовлении различных деталей непосредственно на строительных объектах или при монтажно-демонтажных работах их не применить, они предназначены для изготовления сложных крупносерийных деталей. Исключение составляет только ручной плазморез, но его возможности ограничены.

    Ручная термическая резка

    Самый распространенный в промышленности, строительстве и быту способ — газовая резка. Он не требует сложного оборудования — нужны только:

    • баллоны с кислородом и пропаном (ацетиленом или иным газом);
    • резиновые газопроводные шланги;
    • резак.

    Работа построена на воспламенении металла в атмосфере кислорода. Металл разогревается в языке пламени из горелки до определенной температуры и сгорает в струе кислорода, выдуваемого из резака под давлением. Таким образом производится резка труб, листа, швеллера или иного проката. Преимущество — высокая скорость резки. Недостатки — низкая точность, термическое повреждение кромок, небезопасные испарения металлов, особенно цветных и сложных сплавов.

    Такими же особенностями характеризуется и резка сваркой, только в роли инструмента выступает покрытый электрод. Резать можно металл любой конфигурации и толщиной до 1,5-2,5 см. Но этот способ нельзя считать основным, хотя для инверторов и выпускаются специальные электроды для резки. Слишком большое токи нужны при этом, что вызывает не только избыточные нагрузки на аппарат, но и повышенный расход электродов и электроэнергии. Но для различных поделок своими руками вполне возможно использовать и сварку, если нет болгарки или плазмореза.

    Механическая резка

    Этот вид раскроя листа и производства заготовок из труб или профильного проката очень распространен и применяется как в промышленном масштабе, так и в кустарном производстве. Механическая резка металла производится при помощи кольцевых или возвратно-поступательных ленточных пил, как на ручном круглопильном оборудовании (болгарка), так и стационарном (отрезной станок).

    Рубка металла и резка производится также на ножницах гильотинного типа, которые приводятся в движение гидравликой, пневматикой, электричеством или руками. Они работают по принципу параллельного движения двух режущих кромок, зазор между которыми минимальный. Сдавливая лист металла с обеих сторон, острые кромки прорезают его и образуют ровную линию реза с минимальной деформаций кромок.

    Отрезной инструмент по металлу для труб и профиля чаще всего использует пилы для металла — дисковые или ленточные. Пила по металлу ленточная изготавливается из пружинной стали, а зубья на ней покрываются особо прочным сплавом. Как правило, отрезные ленточные станки могут работать со всеми видами металла, включая твердые сплавы. Но размеры обрабатываемых заготовок ограничиваются габаритами рабочего стола. Но пила по металлу консольная или портальная, где движется не заготовка, а сам пильный узел, могут обрабатывать довольно крупные заготовки.

    На базе дисковых пил созданы станки для продольно-поперечной резки, позволяющие сэкономить время при изготовлении любых деталей по ГОСТ или ТУ из листового металла. Они программируются на необходимые параметры и выполняют все операции по резке одновременно.

    Для работы своими руками наиболее удобны болгарка и отрезной станок на базе дисковой пилы (отрезного круга). Круг сделан из специального материала, который вызывает большую силу трения при вращении на поверхности металла, в результате чего возникает огромная температура, которая попросту прожигает металл, а раскаленные остатки удаляются самим кругом при вращении.

    Резка и рубка профлиста производится элекроножницами со специальной насадкой — механической гильотиной, которую легко сделать своими руками. Либо используются роликовые ножи. Резать болгаркой профлист нельзя. Резка металлочерепицы тоже требует специального инструмента, она сделана из того же профлиста, только с другой формой гофрирования.

    А вот для алюминия используется специальный станок для резки алюминиевого профиля именно с отрезным кругом. Он представляет собой уменьшенный вариант стационарного отрезного станка для стали. Назначение его — заготовка профилей для различных каркасных конструкций или оконных и дверных рам. Резать алюминий на нем можно как перпендикулярно стенке, так и под углом.

    Разнообразие инструментов для резки металла не позволяет охватить все разновидности в одном обзоре. Более подробно вы сможете прочитать в более специализированных статьях на нашем сайте, посвященных конкретным моделям и видам оборудования. Если у вас есть собственный опыт по работе с металлом или вы знаете, как сделать качественный инструмент своими руками — ждем ваших писем и статей.

    wikimetall.ru

    Технология газовой (кислородной) резки металла

    На протяжении долгих лет человечество использует металлические изделия. Некоторые из них требуют предварительной резки для последующего применения небольших кусочков.

    Одним из способов разделки металла является газовая резка. Технология этого способа обладает своими особенностями и используемым оборудованием.

    Особенности и разновидности

    Газорезка металла раньше пользовалась широкой популярностью в ремонтных работах. Этот метод разделки являлся основным.

    Распространение применения этого метода обосновано рядом особенностей:

    • Расширяет возможности резки заготовок большой толщины;
    • Не требует питания от электросети;
    • Высокая производительность;
    • Возможность выполнения сложных операций;
    • Ручной и автоматический режим работы.

    Этот способ позволяет обрабатывать углеродистые и легированные стали, титановые сплавы, изделия из латуни, чугуна, свинца, бронзы, алюминия.

    Газовую резку можно классифицировать на категории применительно к характеру реза:

    1. Разделительная – характеризуется выполнением сквозного реза, который делит заготовку на требуемое число деталей;
    2. Поверхностная – предполагает снятие поверхностного слоя заготовки, образуя необходимые каналы, шлицы и иные конструктивные участки;
    3. Резка копьем – подразумевает прожиг обрабатываемой поверхности для получения проемов или глухих отверстий.

    Видео:

    Таким образом, метод позволяет заготавливать многообразные металлические детали, производить сварку труб разного диаметра.

    Технологические этапы

    Технология газовой резки металла состоит из таких шагов:

    1. Разогревание металлической заготовки при помощи нагревателя до температуры 1100°С;
    2. Введение потока кислорода в зону обработки;
    3. При соприкосновении кислорода с металлической поверхностью возникает воспламенение;
    4. Под влиянием воспламенения заготовка начинает «сгорать», образуя нужный результат обработки.

    Разогревание заготовки происходит под действием смеси горючего газа и технического кислорода.

    В качестве горючего газа применяется пропан-бутановый состав, ацетилен, природный, пиролизный или коксовый газ. Наиболее популярными считаются ацетиленовый и пропан-бутановый состав.

    В процессе воспламенения идет реакция образования окислов. Они выдуваются из рабочей зоны потоком кислорода. Окисление металла происходит только на участках действия кислородного потока, что исключает попадание продуктов реакции внутрь металла. Для непрерывности процесса резки требуется обеспечение струи подогревающего состава перед струей кислорода.

    Следует учитывать, что температура плавления обрабатываемого металла должна быть больше величины температуры воспламенения в кислороде. Иначе не произойдет сгорания металла.

    А также показатель плавления образующихся окислов должен быть ниже соответствующих показателей для металла. Это обосновано тем, что в противном случае возникшие продукты не уйдут из рабочей зоны, а останутся на поверхности заготовки. При выборе заготовки требуется ориентироваться на теплопроводность металла. Чем она ниже, тем легче произойдет воспламенение.

    Резак — устройство для резки

    Смену этапов процесса резки обеспечивает специальное оборудование. Оно подразумевает соответствующую устойчивую конструкцию для стабильности и безопасности проводимых операций. Одним из главных компонентов выступает газовый резак. Также есть насадки для сварки и плавки, применяемые в комплекте с данным оборудованием.

    Резка металла газовым резаком предполагает точность дозировки и соединения газовой смеси с кислородом. А также это устройство обеспечивает получение разогревающего пламени и введение кислорода в зону работы.

    Известными резаками считаются устройства инжекторного вида, работающие со сталью толщиной до 30 см. Этот резак соединяет режущий и подогревающий блок. Блок подогревания включает в себя вентили, ответственные за подачу газовой смеси и кислорода. А также в нем присутствуют инжекторная ячейка, камера смешения, трубка для подачи, мундштук наружного вида.

    Режущий блок образован трубой вывода режущей струи кислорода, регулирующим вентилем, мундштуком внутреннего типа.

    Газовая смесь и кислород движутся в резак посредством разных входов. Кислород движется в инжектор и мундштук для создания режущей струи. После инжектора кислород подается в камеру смешения, куда также направляется газ через свой входной проем.

    После смешения состав оказывается в мундштуке, ответственном за образование разогревающего пламени. Вентили позволяют производить изменение потоков.

    Видео:

    Резаки можно разделить по области употребления на:

    1. Ручные – используются для ручной резки;
    2. Машинные – находят применение на резочных станках и машинах.

    Существуют еще безинжекторные резаки и инструменты для подачи разных по составу горючих смесей:

    • Ацетиленовые;
    • Пропановые, бутановые и пропан-бутановые;
    • Универсальные;
    • Резаки для природного газа;
    • Резаки для керосина – имеют испарительный блок для изготовления паров бензина, керосина и бензин-керосиновой смеси.

    При начале пользования любого резака сначала проверяется его исправность. Потом устройство продувается кислородом.

    Применяемое оборудование

    Резка металла при помощи газа подразумевает использование многих основных и дополнительных приборов. Кроме резака газорезательное оборудование, состоит из:

    • Редуктор – употребляется в целях снижения давления направляемого газа до необходимой величины. На нем располагаются два манометра для измерений на входном и выходном участке.
    • Инструмент изменения давления.
    • Баллоны для газа и кислорода.
    • Шланги соединительные.

    Редуктор обеспечивает регулировку давления и автоматическое поддержание достигнутой величины в постоянном значении. Редуктор может быть образован одной или двумя камерами. Если присутствуют две камеры, то прибор редко замерзает, что отражается на надежности и последовательности операций.

    Баллоны изготавливаются из стали. Объем составляет 0,4-55 дм3. Они оснащены запорным вентилем. В зависимости от находящегося состава (кислород или газ) предусмотрены вентили различной конструкции. Применительно к составу, находящемуся внутри баллона, разработаны цветовые различия и надписи.

    В случае резки с применением специальных машин подразумевается стационарное нахождение оборудования. При этом применяются вспомогательные устройства:

    • Стол для резки;
    • Механизм для отвода образующихся шлаков и обрезей;
    • Система перемещения обрабатываемой заготовки;
    • Вентиляционная система.

    Кроме этого предусмотрены иные газоразборные и рабочие посты.

    Оборудование для резки металла в широких масштабах включает компонентные составляющие:

    • Несущая часть;
    • Резак (может быть один или несколько);
    • Приводное приспособление;
    • Пульт управления.

    На больших производственных предприятиях часто используются переносные резочные станки. Принцип их работы не отличается от стационарных устройств.

    Нюансы газовой резки

    При работе стоит учитывать некоторые правила пользования оборудованием.

    Не исключены случаи взрыва газовоздушной смеси, поэтому работать необходимо в огнеупорной одежде, маске и очках.

    Требуется соблюдать технику безопасности при использовании газового оборудования и следить за шлангами, регуляторами.

    При работе возможны деформационные изменения заготовок. Поэтому необходимо применять обжиг или отпуск, правку стали на вальцах, не допускать увеличения скорости пламени.

    P.S. При наличии газорежущего оборудования можно выполнить операции резки толстых листов металла, получив требуемое отверстие или заготовку. Правильно подобрав резак можно производить работы своими руками, соблюдая правила безопасности.

    (2 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...

    plavitmetall.ru

    Оборудование для лазерной резки металла – современная обработка материалов

    Лазерная резка, так же как и плазменная или газовая, является немеханическим способом раскроя металла, основанном на термическом воздействии. Лазерный луч, испускаемый специальным оборудованием, направляется и концентрируется на заготовке, достигая размеров площади контакта всего в несколько микрон. При этом кристаллическая решетка разрезаемого материала разогревается до температуры плавления.

    В то же время, площадь луча настолько мала, что вся заготовка во время обработки остается практически холодной, а линия реза отличается минимальной погрешностью в десятые доли миллиметра. В месте резки металл плавится и может одновременно выкипать (испаряться). Расстояние между поверхностью заготовки и рабочим органом оборудования, испускающим лазерный луч, должно быть не более нескольких сантиметров. Лазером можно выполнять точные, аккуратные разрезы металлических заготовок небольшой толщины.

    Филигранность обработки настолько велика, что вышедшая из лазерной установки деталь обычно не нуждается в какой-либо завершающей обработке и может сразу использоваться или передаваться на последующий этап технологического процесса. Лазерным лучом можно не только резать металл, но и фрезеровать, делать впадины, углубления заданного размера и многое другое. Только внутреннюю резьбу выполнить невозможно. Аппарат лазерной резки применяют и для гравировки. Процесс не требует использования сложного оборудования, мощность лазера не должна быть большой.

    Лазерная резка считается самой качественной и современной среди всех остальных вариантов раскроя металла. Этот новый способ позволяет выполнить разрез по заданным критериям. Лазером можно обрабатывать любые металлы, независимо от их теплопроводности.

    Концентрация энергии, которую обеспечивает луч, настолько высока, что металл в месте резки плавится. При этом область термического воздействия настолько мала, что минимальна и деформация изготовленной детали. Благодаря этому лазерную резку возможно использовать в обработке нежестких металлов.

    Преимущества резки металлов лазером:

    1. Заготовка не подвергается механическому воздействию – можно резать легкодеформируемые и хрупкие материалы.
    2. Возможность работы с твердыми сплавами.
    3. Высокая точность реза и идеально ровные края кромки, без заусениц, наплывов и иных дефектов.
    4. Отсутствие потребности в последующей обработке изготовленных деталей.
    5. Возможность вырезать детали любой формы, даже самой сложной.
    6. Легкость управления лазерным оборудованием – достаточно в какой-либо чертежной программе подготовить рисунок будущего изделия и перенести его в компьютер установки для резки.
    7. Высокая производительность (примерно в 10 раз быстрее, чем газовой горелкой).
    8. Высокоскоростная обработка тонколистового проката.
    9. Детали на листе металла можно разместить максимально компактно – высокая экономичность расхода материала.
    10. Экономическая эффективность при изготовлении малых партий деталей, для которых делать формы для прессования или литья нецелесообразно.

    Недостатки:

    1. Высокая стоимость оборудования.
    2. Низкая эффективность при работе со сплавами и металлами, обладающими высокими отражающими свойствами (к примеру, алюминий, нержавеющая сталь).
    3. Максимальная толщина металла 20 мм.

    Оборудование для лазерной резки металла, как правило, состоит из ниже перечисленных основных узлов:

    • излучателя;
    • системы транспортировки и формирования излучения;
    • системы формирования газа и его транспортировки;
    • координатного устройства;
    • системы автоматизированного управления (САУ).

    Излучатель генерирует лазерный пучок с требуемыми для резки, оптическими, мощностными и пространственно-временными характеристиками. Он состоит из:

    • системы накачки;
    • активного элемента;
    • резонатора;
    • устройства модуляции лазерного излучения (при необходимости).

    В качестве излучателя в оборудовании для обработки металла используются газовые и твердотельные лазеры, функционирующие в непрерывном и импульсном режимах. Система транспортировки и формирования излучения передает, фокусирует и направляет пучок от излучателя на деталь, подвергаемую резке. Состав системы:

    • юстировочный лазер;
    • оптические объективы (трансформаторы);
    • оптический затвор;
    • устройство изменения плоскости поляризации;
    • поворотные зеркала;
    • система фокусировки;
    • система стабилизации фокальной плоскости и величины зазора до детали.

    Система формирования газа и его транспортировки подготавливает состав требуемых параметров и подает его через сопло в зону реза. Координатное устройство обеспечивает относительное перемещение детали и лазерного луча в пространстве. Включает в себя привод, двигатели, исполнительные механизмы. САУ предназначена для управления и контроля параметрами лазера, формирования и передачи команд на предусмотренные исполнительные модули систем формирования и транспортировки излучения и газа, а также координатного устройства. САУ состоит из:

    • датчиков параметров функционирования лазера (давления, состава рабочей смеси, температуры и других);
    • датчиков рабочих параметров излучения (стабильности оси направленности, расходимости, мощности и других);
    • систем управления затвором и адаптивной оптикой;
    • системы управления работой координатного устройства.

    Твердотельные лазерные установки для резки металла конструктивно более просты и, в тоже время, менее мощные, чем газовые. Величина этой характеристики для них составляет в среднем 1–6 кВт. Сердце излучателя твердотельного лазера – стержень (активный элемент) из алюмоиттриевого граната, рубина или неодимового стекла. Стержень непрерывно подвергается накачке (возбуждению) световым потоком от специальных мощных ламп. Система отражателей фокусирует лазерное излучение, резонатор его усиливает, луч передается через систему призм к головке, где происходит его окончательное формирование и подача на заготовку. Управление всеми узлами оборудования происходит автоматически по заложенным в память станка программам.

    В газовых лазерах активным элементом является углекислый газ, гелий или азот, закаченные в газоразрядную камеру. Возбуждение газа производится непрерывными электрическими импульсами высокой частоты. Такая конструкция позволяет при сравнительно небольших габаритах установки получать мощности 20 кВт и более, что необходимо для резки сверхпрочных сплавов.

    Лазерная головка для резки металла, куда передается луч, обеспечивает его оптимальную стабильность при раскрое и резке, а также неизменность необходимого фокусного расстояния (даже при неровной поверхности металла). Заменой линзы головки можно менять толщину обрабатываемого материала (не на всех установках). Головка оснащена концентрическим соплом, через которое под давлением подается газ, выдувающий расплавленный материал из разреза и одновременно защищающий от продуктов обработки линзу. В области резки может быть предусмотрено дымоулавливание.

    В случае обдува азотом луч расплавляет, а струя газа удаляет расплавленный металл из разреза. Азот используют, когда нежелательно окисление разрезаемого материала. Например, если подавать кислород при обработке нержавеющей стали, то ее сопротивляемость коррозии существенно понизится (для обработки нержавейки пригоден только чистейший азот). Резка алюминиевых деталей в кислороде сопровождается образованием неровных, с заусенцами срезов. При обработке в азоте материал только плавится, но не испаряется и не горит. Температура резки ниже, чем с кислородом, но и меньше скорость работы. Фокус луча обычно должен находиться у противоположной от источника излучения стороны листа.

    При использовании кислорода температура резки выше, чем с другими газами. Как следствие, увеличивается скорость обработки и возможная толщина листа металла, который при некоторых условиях частично испаряется. Все это является следствием того, что кислород, попадая на поверхность раскаленного лазерным лучом металла, вступает с последним в реакцию окисления, которая сопровождается выделением тепла. Скорость резки тем выше, чем чище кислород. Для лазерной резки могут использоваться и другие газы – выбор зависит от вида и толщины металла, предполагаемой последующей обработки.

    tutmet.ru


    Смотрите также